CN114758906A - 一种变电站分闸控制装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种变电站分闸控制装置，包括：装置主体、按压组件与姿态校正组件；按压组件包括：电推杆、液箱与分闸杆；液箱设置于所述装置主体上，且液箱内部设置有液腔；分闸杆可往复运动设置于液腔的一端，且与液腔密封连接；电推杆可以往复运动设置于装置主体上，且与液腔的另一端密封连接；电推杆用于调节液腔内部的液压；姿态校正组件设置于装置主体上，包括：控制模块、姿态采集模块与校正模块；姿态采集模块用于采集分闸杆的姿态信息。通过在按压组件可以远程控制分闸杆的往复运动实现对分闸按钮的按压，提高安全性，通过姿态校正组件可以实时监测分闸杆是否偏移并校正分闸杆的姿态，提高分闸操作的效率。

Description

一种变电站分闸控制装置

技术领域

本申请涉及分闸控制设备技术领域，尤其涉及一种变电站分闸控制装置。

背景技术

变电站大部分开关柜的固定电动分闸装置主要采用人工紧急分闸杆进行分闸。在开关柜拒分而长期处于合闸状态的情况下，由于其长期运行在高负荷大电流工况中，发热量较大，在开关柜分闸时会有爆炸的风险。为了降低风险，常规操作方式是由运行人员穿着防爆服进行手动按压紧急分闸按钮，或者由运行人员固定底盘，在底盘上安装电动分闸装置进行分闸。以上两种常规操作方式中，前者的安全性较低，后者的固定底盘的调节、底盘上安装分合闸装置、调节分合闸装置精确对准分合闸按钮等操作均需要耗费时间，使得分闸效率较低。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种变电站分闸控制装置，用于解决现有的分闸操作方式无法兼顾具备安全性且分闸效率高的问题。

为达到上述技术目的，本申请提供一种变电站分闸控制装置，包括：装置主体、按压组件与姿态校正组件；

所述按压组件包括：电推杆、液箱与分闸杆；

所述液箱设置于所述装置主体上，且所述液箱内部设置有液腔；

所述分闸杆可往复运动设置于所述液腔的一端，且与所述液腔密封连接；

所述电推杆可以往复运动设置于所述装置主体上，且与所述液腔的另一端密封连接；

所述电推杆用于调节所述液腔内部的液压使得所述分闸杆往复运动；

所述姿态校正组件设置于所述装置主体上，包括：控制模块、姿态采集模块与校正模块；

所述姿态采集模块、校正模块和电推杆均与所述控制模块电连接；

所述姿态采集模块用于采集所述分闸杆的姿态信息后发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述姿态信息控制所述校正模块调整所述分闸杆的至预设校正姿态信息；

所述控制模块还用于在所述姿态信息超出预设范围时控制所述电推杆停止运动。

进一步地，所述液箱包括：高位液箱、低位液箱与连接管；

所述高位液箱、连接管与低位液箱依次连接，且三者内部连通形成所述液腔；

所述高位箱的外端与所述电推杆密封连接；

所述低位箱的外端与所述分闸杆密封连接；

所述连接管上设置有连通所述液腔的电动泄压阀。

进一步地，所述液箱还包括：过载监测器；

所述过载监测器与所述电动泄压阀电连接；

所述过载监测器用于监测所述液腔内部的液压，且用于在所述液压超过预设压力值时控制所述电动泄压阀开启。

进一步地，所述液箱还包括：活塞板与弹性件；

所述活塞板可往复运动设置于所述液腔内，且与所述液腔密封连接；

所述电推杆的输出端与所述活塞板连接；

所述弹性件两端分别连接所述活塞板与所述液腔的腔壁。

进一步地，所述姿态采集模块包括：陀螺仪与角度计算器；

所述姿态信息包括：加速度信息与偏差角度信息。

进一步地，所述校正模块包括液量控制器、储液箱、至少两个液压推杆与至少两个液重箱；

所述液量控制器与所述控制模块电连接；

所述储液箱与所述液压控制器电连接；

所述液压推杆和液重箱均与所述储液箱连接；

两个所述液压推杆分别设置于所述分闸杆水平方向两侧，且输出端连接所述分闸杆；

两个所述液重箱分别设置于所述分闸杆上下两侧，且与所述分闸杆连接；

所述液量控制器用于通过所述储液箱控制所述液压推杆和液重箱内部的液量。

进一步地，所述校正模块还包括转动环；

转动环可万向转动设置于所述装置主体上，且位于所述校正模块外端；

所述分闸杆的外端穿设于所述转动环内。

进一步地，所述分闸杆的外端为内凹圆弧面。

进一步地，所述按压组件还包括：按压监测模块；

所述按压监测模块设置于所述内凹圆弧面上，包括：压力检测器与行程限位器；

所述行程限位器与所述控制模块电连接，用于检测所述分闸杆的前进距离；

所述压力检测器与所述控制模块电连接，用于检测所述分闸杆与分闸按钮的接触压力；

所述控制模块还用于在所述前进距离超出预设距离时控制所述电推杆停止运动，以及用于在所述接触压力超出预设压力时控制所述电推杆停止运动。

进一步地，所述按压组件还包括：多个激光定位器；

多个所述激光定位器呈圆周均匀分布设置于所述内凹圆弧面上，用于对外发射激光。

从以上技术方案可以看出，本申请提供一种变电站分闸控制装置，包括：装置主体、按压组件与姿态校正组件；按压组件包括：电推杆、液箱与分闸杆；液箱设置于所述装置主体上，且液箱内部设置有液腔；分闸杆可往复运动设置于液腔的一端，且与液腔密封连接；电推杆可以往复运动设置于装置主体上，且与液腔的另一端密封连接；电推杆用于调节液腔内部的液压使得分闸杆往复运动；姿态校正组件设置于装置主体上，包括：控制模块、姿态采集模块与校正模块；姿态采集模块、校正模块和电推杆均与控制模块电连接；姿态采集模块用于采集分闸杆的姿态信息后发送至控制模块；控制模块用于根据姿态信息控制校正模块调整分闸杆的至预设校正姿态信息；控制模块还用于在姿态信息超出预设范围时控制电推杆停止运动。通过在按压组件，可以远程控制分闸杆的往复运动实现对分闸按钮的按压，提高安全性，同时通过姿态校正组件可以实时监测分闸杆是否偏移并校正分闸杆的姿态，提高分闸操作的效率，有效解决现有的分闸操作方式无法兼顾具备安全性且分闸效率高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种变电站分闸控制装置整体结构剖面示意图；

图2为本申请实施例提供的一种变电站分闸控制装置的按压模块示意图；

图3为本申请实施例提供的一种变电站分闸控制装置的校正模块示意图；

图4为本申请实施例提供的一种变电站分闸控制装置的分闸杆测试图；

图5为本申请实施例提供的一种变电站分闸控制装置的分闸杆前视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所请求保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

请参阅图1与图2，本申请实施例中提供的一种变电站分闸控制装置，包括：装置主体1、按压组件2与姿态校正组件3；按压组件2包括：电推杆21、液箱22与分闸杆23；液箱22设置于装置主体1上，且液箱22内部设置有液腔；分闸杆23可往复运动设置于液腔的一端，且与液腔密封连接；电推杆21可以往复运动设置于装置主体1上，且与液腔22的另一端密封连接；电推杆21用于调节液腔内部的液压使得分闸杆往复运动。姿态校正组件3设置于装置主体1上，包括：控制模块、姿态采集模块32与校正模块31；姿态采集模块32、校正模块31和电推杆21均与控制模块电连接；姿态采集模块32用于采集分闸杆23的姿态信息后发送至控制模块；控制模块用于根据姿态信息控制校正模块31调整分闸杆23的至预设校正姿态信息；控制模块还用于在姿态信息超出预设范围时控制电推杆停止运动。

电推杆21可以由电机211与推进杆212组成；液腔内存放有液体与真空。其中，液腔内部的液体可以为液压油。通过电机211带动推进杆212往复运动从而改变液腔内部的油压，实现带动分闸杆23往复运动。具体来说，在电推杆21往液腔内部运动时，液压油的油压增加，推动分闸杆23往液腔外部运动；在电推杆21往液腔外部运动时，液腔内部气压降低，分闸杆23受大气压力推动往液腔内部运动。

需要说明说明的是，在实际应用中，分闸杆23为针状，体积较小。对应的，电推杆21中用于推动的电机为微型电机。通过按压组件2，可以实现将微型电机的小扭矩传导为液压控制实现高传动比，提高力传导的利用率。

同时，在本实施例中，通过姿态校正组件3，可以试试监测分闸杆23的姿态，判断分闸杆23是否偏移，并通过校正模块31调整分闸杆23的姿态，可以提高分闸杆23与分闸按钮对正的效率。同时，通过控制模块，可以确保分闸杆23的姿态信息在预设范围时电推杆21才可以启动，确保分闸杆23对准分闸按钮，防止误判操作导致开关柜损伤。

以上为本申请实施例提供的实施例一，以下为本申请提供的实施例二，具体请参阅图1与图2，在上述实施例一的基础上，液箱22包括：高位液箱221、低位液箱222与连接管223；高位液箱221、连接管223与低位液箱222依次连接，且三者内部连通形成液腔；高位箱221的外端与电推杆21密封连接；低位箱222的外端与分闸杆23密封连接；连接管223上设置有连通液腔的电动泄压阀224。

具体来说，高位液箱221与低位液箱222内部均设置有储存液体的容腔；连接管223内部设置有连接管路，连接管路的两端分别连通高位液箱221与低位液箱222内部的容腔。通过电动泄压阀224，可以在分闸杆23运动到指定位置需要往后缩回液腔中时，启动电动泄压阀224使得液腔内的气压降低，避免分闸杆23进一步往前。

进一步地，在本实施例中，液箱22还包括：过载监测器225；过载监测器225与电动泄压阀224电连接；过载监测器225用于监测液腔内部的液压，且用于在液压超过预设压力值时控制电动泄压阀224开启。

具体来说，电动泄压阀224可以为电磁阀。通过过载监测器225和电动泄压阀224可以实现过载自动保护功能，在液腔内部的液压增高至预设压力值时，表示此时分闸杆23已运动到位，此时将电动泄压阀224开启可以准确排除液腔内部的真空，实现过载保护，此时电机211可以仍处于转动中，不会因紧急制动而容易损坏。同时，电动泄压阀224还可以用于控制连接管223内部连接管路的通断，从而通过电动泄压阀224还可以实现自锁功能；在电机211停止后，电动泄压阀224将连接管路关闭，防止高位液箱221和低位液箱222内部液体流动，锁定压力，使得液腔处于保压状态。

进一步地，液箱22还包括：活塞板227与弹性件226；活塞板227可往复运动设置于液腔内，且与液腔密封连接；电推杆21的输出端与活塞板227连接；弹性件226两端分别连接活塞板227与液腔的腔壁。

具体来说，活塞板227和电推杆均与液腔密封连接。活塞板227可以在电推杆21的推动下往复运动从而改变液腔内部的压力。在电推杆21刚启动时，液腔内部一半液体一半真空，活塞板227处于液腔的最右端。在进行分闸时，控制电动泄压阀224连通高位液箱221与低位液箱222；随着电推杆21的推动，活塞板227逐渐压缩液腔的溶积，改变液腔内部的压力从而推进分闸杆23进行分闸。在分闸后，电推杆21往回收缩时，活塞板227可以通过弹性件226的弹力和右端的真空压力回退至液腔的最右端，带动分闸杆23收缩。通过弹性件226和真空压力的双重推动力，可以保证在弹性件受损时活塞板227仍然可以回退。

进一步地，请参阅图3，姿态采集模块32包括：陀螺仪321与角度计算器322；姿态信息包括：加速度信息与偏差角度信息。

具体来说，陀螺仪321可以设置于分闸杆23上，用于感应分闸杆23的加速度和所受的推动力；角度计算器322可以设置于分闸杆23上，用于感应分闸杆23相对于基准位置的偏差角度。其中，基准位置可以根据分闸按钮的位置进行校准。通过陀螺仪321和角度计算器322的拟合得到分闸杆23的姿态信息，校正模块31通过姿态信息对分闸杆23进行校正。

需要说明的是，姿态采集模块32还可以用于采集分闸按钮的位置，从而为角度计算器的基准位置提供参考，提高分闸杆23校正后与分闸按钮对齐的准确性，从而可以进一步提高分闸操作效率。

进一步地，在本实施例中，校正模块31包括液量控制器311、储液箱312、至少两个液压推杆313与至少两个液重箱314；液量控制器311与控制模块电连接；储液箱312与液压控制器311电连接；液压推杆313和液重箱314均与储液箱312连接；两个液压推杆313分别设置于分闸杆23水平方向两侧，且输出端连接分闸杆23；两个液重箱314分别设置于分闸杆23上下两侧，且与分闸杆23连接；液量控制器311用于通过储液箱控制液压推杆313和液重箱313内部的液量。储液箱312可以通过电机泵316连接液压推杆313和液重箱314，液压控制器311通过控制电机泵316的启停控制液体的输送和回流。

其中，两个液压推杆313与两个液重箱314的出液端和入液端均连接到储液箱312，且由液压控制器311控制。具体来说，在姿态采集模块32采集到分闸杆23的姿态信息超出预设范围，也即分闸杆23与基准位置的偏差角度超出预设范围时，可以通过液压推杆313和液重箱314调整分闸杆23的位置。其中，液压推杆313的输出端连接分闸杆23，从而通过储液箱312可以调整液压推杆313的内部液压进而改变输出端的伸出长度，实现对分闸杆23的水平方向上的推动校正。相应地，液重箱314与分闸杆23连接，可以通过储液箱312调整内部液量进而改变自身的重量，实现对分闸杆23的竖直方向上的推动校正

进一步地，校正模块32还包括转动环315；转动环315可万向转动设置于装置主体1上，且位于校正模块31外端；分闸杆23的外端穿设于转动环315内。

具体来说，转动环315可以为双层环，外层与装置主体固定连接，内层可万向转动设置，为分闸杆23起到一个支撑作用，同时配合校正模块31进行对分闸杆23的位置校正。

进一步地，请参阅图4与图5，分闸杆23的外端为内凹圆弧面。

具体来说，现有的分闸杆23外端往往为平面，不便于装设传感器等监测设备。在本方案中，按压组件2还包括：按压监测模块24。将分闸杆23外端设置为内凹圆弧面，可以便于按压监测模块24设置。

按压监测模块24包括压力检测器241与行程限位器242；行程限位器242与控制模块电连接，用于检测分闸杆23的前进距离；压力检测器241与控制模块电连接，用于检测分闸杆23与分闸按钮的接触压力；控制模块还用于在前进距离超出预设距离时控制电推杆21停止运动，以及用于在接触压力超出预设压力时控制电推杆21停止运动。

具体来说，控制模块可以是设置于装置主体1上的处理器，也可以是外设的控制终端。通过压力检测器241与行程限位器242，可以在分闸杆23按压到位后，避免分闸杆23一直前进导致损坏分闸按钮挡板。

需要说明的是，按压监测模块24还可以包括声音监测器243。声音监测器243设置于分闸杆23的内凹圆弧面上，且与控制模块电连接，用于在进行分闸是监测开关柜内部的分闸声音和声波大小并反馈给控制模块，从而使得控制模块可以通过声音监测器243判断分闸是否成功，进而进行对内推杆21的控制。

进一步地，按压组件2还包括：多个激光定位器25；多个激光定位器25呈圆周均匀分布设置于内凹圆弧面上，用于对外发射激光。

具体来说，按压监测模块24上还可以设置有摄像头244；激光定位器25用于发射激光，控制模块可以通过多个激光发射器25发射的激光是否包裹分闸按钮判断是否与分闸按钮对正从而确定基准位置，进而配合校正模块31校正分闸杆23的位置。摄像头244可以与远程控制装置连接，工作人员通过可视化的显示屏显示分闸杆23的姿态信息和摄像头244的拍摄信息。

同时，通过远程控制装置可以实现与控制模块的交互，实现工作人员的远程控制。

需要说明的是，分闸杆23可以采用碳纤维前端镂空材质，防止导电对人身和设备的伤害，防止设备误入带电体安全距离内。同时，本实施例中还在分闸杆23上设置有碳纤维自毁部件。在其他检查部件均失效，且分闸杆23继续前进的情况下，启动后台声光闪烁告警，提醒后台人员及时断电，同时启动碳纤维自毁部件。

以上为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变电站分闸控制装置，其特征在于，包括：装置主体、按压组件与姿态校正组件；

所述按压组件包括：电推杆、液箱与分闸杆；

所述液箱设置于所述装置主体上，且所述液箱内部设置有液腔；

所述分闸杆可往复运动设置于所述液腔的一端，且与所述液腔密封连接；

所述电推杆可以往复运动设置于所述装置主体上，且与所述液腔的另一端密封连接；

所述电推杆用于调节所述液腔内部的液压使得所述分闸杆往复运动；

所述姿态校正组件设置于所述装置主体上，包括：控制模块、姿态采集模块与校正模块；

所述姿态采集模块、校正模块和电推杆均与所述控制模块电连接；

所述姿态采集模块用于采集所述分闸杆的姿态信息后发送至所述控制模块；

所述控制模块用于根据所述姿态信息控制所述校正模块调整所述分闸杆的至预设校正姿态信息；

所述控制模块还用于在所述姿态信息超出预设范围时控制所述电推杆停止运动。

2.根据权利要求1所述的变电站分闸控制装置，其特征在于，所述液箱包括：高位液箱、低位液箱与连接管；

所述高位液箱、连接管与低位液箱依次连接，且三者内部连通形成所述液腔；

所述高位箱的外端与所述电推杆密封连接；

所述低位箱的外端与所述分闸杆密封连接；

所述连接管上设置有连通所述液腔的电动泄压阀。

3.根据权利要求2所述的变电站分闸控制装置，其特征在于，所述液箱还包括：过载监测器；

所述过载监测器与所述电动泄压阀电连接；

所述过载监测器用于监测所述液腔内部的液压，且用于在所述液压超过预设压力值时控制所述电动泄压阀开启。

4.根据权利要求3所述的变电站分闸控制装置，其特征在于，所述液箱还包括：活塞板与弹性件；

所述活塞板可往复运动设置于所述液腔内，且与所述液腔密封连接；

所述电推杆的输出端与所述活塞板连接；

所述弹性件两端分别连接所述活塞板与所述液腔的腔壁。

5.根据权利要求1所述的变电站分闸控制装置，其特征在于，所述姿态采集模块包括：陀螺仪与角度计算器；

所述姿态信息包括：加速度信息与偏差角度信息。

6.根据权利要求1所述的变电站分闸控制装置，其特征在于，所述校正模块包括液量控制器、储液箱、至少两个液压推杆与至少两个液重箱；

所述液量控制器与所述控制模块电连接；

所述储液箱与所述液压控制器电连接；

所述液压推杆和液重箱均与所述储液箱连接；

两个所述液压推杆分别设置于所述分闸杆水平方向两侧，且输出端连接所述分闸杆；

两个所述液重箱分别设置于所述分闸杆上下两侧，且与所述分闸杆连接；

所述液量控制器用于通过所述储液箱控制所述液压推杆和液重箱内部的液量。

7.根据权利要求1所述的变电站分闸控制装置，其特征在于，所述校正模块还包括转动环；

转动环可万向转动设置于所述装置主体上，且位于所述校正模块外端；

所述分闸杆的外端穿设于所述转动环内。

8.根据权利要求1所述的变电站分闸控制装置，其特征在于，所述分闸杆的外端为内凹圆弧面。

9.根据权利要求8所述的变电站分闸控制装置，其特征在于，所述按压组件还包括：按压监测模块；

所述按压监测模块设置于所述内凹圆弧面上，包括：压力检测器与行程限位器；

所述行程限位器与所述控制模块电连接，用于检测所述分闸杆的前进距离；

所述压力检测器与所述控制模块电连接，用于检测所述分闸杆与分闸按钮的接触压力；

所述控制模块还用于在所述前进距离超出预设距离时控制所述电推杆停止运动，以及用于在所述接触压力超出预设压力时控制所述电推杆停止运动。

10.根据权利要求8所述的变电站分闸控制装置，其特征在于，所述按压组件还包括：多个激光定位器；

多个所述激光定位器呈圆周均匀分布设置于所述内凹圆弧面上，用于对外发射激光。

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